第九章 浮力与升力
一、单选题
1.如图所示,静止时U形管两侧液面相平,在U形管口一端用力吹气.下列选项中的图形合理的是( )
A. B. C. D.
2.渔民利用鸬鹚捕鱼是我国传承千年的古老技艺,如图所示,关于鸬鹚捕鱼的场景,下列说法正确的是( )
A.渔船所受浮力始终大于它的总重力
B.鸬鹚全部下水后,渔船所受的浮力不变
C.鸬鹚全部上船后,渔船排开水的重力变大
D.鸬鹚全部下水后,渔船底部受到水的压强变大
3.如图所示,将一个由某种材料制成的空心球放入甲液体中,小球漂浮在液面上;若把它放入乙液体中,小球沉入杯底。则下列判断正确的是( )
A.该材料的密度一定小于甲液体的密度
B.该材料的密度一定大于乙液体的密度
C.球在甲液体中受的浮力小于它在乙液体中受的浮力
D.球在甲液体中受的浮力等于它在乙液体中受的浮力
4.把重6N、体积为8×10﹣4m3的物体投入足够多的水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=8N B.物体悬浮,F浮=6N
C.物体漂浮,F浮=6N D.物体沉在水底,F浮=8N
5.如图所示的现象中,涉及的物理知识与飞机机翼的设计原理相同的是( )
A.图甲中龙卷风吸水升空 B.图乙中热气球升空
C.图丙中火箭升空 D.图丁中潜水艇上浮
6.一体积为100cm3的实心铁块放在一装满水银的容器里(容器足能放入铁块),ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3,静止时,铁块受到的浮力大小为( )
A.7.9N B.13.6N C.1.0N D.5.7N
7.取一个金属碗置于水槽中,它可以漂浮在水面上,在水量不变的情况下,将此金属碗浸没入同一水槽中,它会沉入水底,比较上述两种情况,则下列说法中正确的是( )
A.金属碗沉底时排开水的体积比它漂浮时排开水的体积大
B.金属碗沉底后比漂浮时所受的重力变大了
C.与漂浮时相比,金属碗沉底时容器底部受到水的压强变小了
D.金属碗沉底时受到的浮力等于它的重力
8.一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象。下列说法正确的是( )
A.圆柱体的密度是 B.圆柱体的体积为
C.圆柱体受到的重力是8N D.圆柱体受到的最大浮力是4N
9.如图所示,自制浮力秤是由轻质塑料桶和配重组成,其中P、Q为自制浮力秤上的两根刻度线,其中一根是空浮在水中时液面重合,另一根是装入1N的钩码时的刻度线,现在自制浮力秤中放入某物体,此时浮力秤静止于水中的液面到Q、P的距离相等。下列分析不正确的是( )
A.加入配重的目的是增加浮力秤的稳定性
B.该浮力秤静止在水中时浮力与重力相等
C.Q点是装入1N钩码时的刻度线
D.用直径更大的秤体,可以使PQ间距变大,提高精度
10.如图所示,当溢水杯盛满密度为的液体时,把实心物块放入杯中,物块漂浮,静止后溢出的液体为m1;当溢水杯盛满密度为的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,静止后溢出的液体质量为m2。则物块的密度为( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.小金在汽车行驶的过程中打开天窗,其它车窗关闭,空气通过天窗流动的方向是 _____(选填“车内→车外”或“车外→车内”),原因是 _____。为防止车轮打滑,小金想在汽车尾部装上尾翼,其剖面如图乙、丙所示,则尾翼安装方向应是图 _____所示。
12.如图所示,日本“长赐号”长400米、排水量22万吨,在大风和沙尘天气中失去了操纵能力,于当地时间2021年3月23日“卡”在苏伊士运河上,造成河道严重堵塞,影响了货运。当“长赐号”满载航行时,受到水的浮力是 _____。满载时船和货物的总质量是 _____kg。
13.把正方体合金块用细线系在弹簧测力计下,弹簧测力计在空气中的示数为10牛,再把合金块浸没在盛满水的容器中,弹簧测力计的示数减小了4牛。该合金块在水中受到的浮力大小为______牛。已知酒精的密度小于水的密度,现将该金属块浸没在酒精中,则跟其浸没在水中相比,该金属块受到的浮力 ______,其受到重力和浮力的合力______(后两格均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
14.将一个质量为80g、体积为100cm3的实心物体浸没于水中,此时该物体所受浮力大小为_____N,松手后该物体将______(填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(g取10N/kg)
15.某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,大缸内的水足够多,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 ___________b管液面高度(填“大于”、“小于”或“等于”),依据是连通器中,水静止时水面 ___________;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度 ___________b管液面高度(填“大于”、“小于”或“等于”),依据是流体 ___________。
16.如图所示,将重为1.9牛的铁块挂在弹簧测力计下并将其浸没在酒精中,此时测力计的示数为1.5牛,则铁块受到的浮力为______牛,铁球受到的重力与浮力的合力大小为______牛,若增加铁块浸没在酒精中的深度,酒精对铁块下表面的压强将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
17.小华探究气体压强与流速关系的实验装置如图甲所示,其中两端开口的U形管中有适量的水,U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通,管口无风时U型管内液面相平。小华用电吹风机以风速v1向玻璃管中吹风,U形管内液柱的高度差如图乙所示;改变风速为v2后,U形管内液柱的高度差如图丙所示;请根据上述实验现象比较v1与v2的大小,则v1______(选填“大于”“等于”或“小于”)v2。
18.如图所示,探空气球和下方的吊篮总重15N,气球所受总浮力始终保持60N不变,方向始终竖直向上;气球受到的空气阻力与速度成正比,即f=10v,不计吊篮受到的浮力和阻力。若气球以1m/s的速度竖直向下匀速运动,则吊篮中物体的重力为________N;若去掉吊篮中的所有物体,气球能达到的最大速度为________m/s。
19.用所学科学知识回答下列问题:
如图可以模拟潜水艇工作原理,潜水艇从水下的500米下潜到1000米过程中,所受浮力大小将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。如果向外拉动甲图注射器的活塞,那么模拟潜水艇的试管将______(填“上浮”、“下沉”或“位置不变”)。
三、实验题
20.小强同学在“探究影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。请你根据小强的实验探究回答下列问题。(水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)根据A与E两图所示的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______N;
(2)在C与E两图中,保持物体排开液体的体积不变,这是探究浮力的大小与______的关系;
(3)分析A、B、C图中的有关实验数据可知,浮力的大小与有______关;
(4)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______kg/m3。
21.爱思考的小张同学,对“阿基米德原理”进行了实验验证∶ 。
(1)他首先轻拉弹簧测力计的挂钩,以免与外壳摩擦或卡住;然后对弹簧测力计沿________ (选填“竖直”或“水平”)方向进行调零。
(2)小张依次进行图①②的实验,其中图②中测力计示数为________N。然后他将物块逐渐浸入水中至一定深度处,静止时如图③所示,发现∶浸没前物体浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数逐渐减小;浸没后物体浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数保持不变。对此正确的解释是∶浸在水中的物体所受浮力的大小随着________增大而增大。接下来又进行了图④的实验,由图①②③④中数据可知∶物块在水中所受浮力大小________(选填“大于”、“等于”或“小于”)排开的水所受的重力。
(3)小张同学只将水换为盐水重复如图③④所示的实验,第③④次测力计的示数分别变为0.7N、1.1N, 由此发现在盐水中阿基米德原理依然成立。善于思考的他还发现∶在物体排开液体体积相同时,_______越大, 物体所受的浮力越大;物体在盐水中所受到的浮力大小为______ N; 他所用盐水的密度为______g /cm3。
(4)为了进一步验证结论是否具有普遍性,小张同学用同一物块和图①中小桶,进行了如图⑤⑥所示的实验,若图⑥中小桶和桶中水的总重力等于________N, 表明∶物体漂浮时阿基米德原理依然成立。
四、计算题
22.如图甲所示,放在水平桌面上的溢水杯的底面积为S,装满水后总质量为m1,现将质量为m2的小球放入溢水杯中,小球静止时沉到杯底,且从溢水杯中溢出了质量为m3的水,如图乙所示。(g取10N/kg)求:
(1)图甲中,溢水杯对水平桌面的压强;
(2)图乙中,小球受到的浮力;
(3)小球的密度。
23.如图所示,水平地面上有一圆柱形容器,容器中装有一定量的水,水对容器底部的压强p=5000Pa。一个体积V=1×l0-3m3的正方体物块A通过一根细线与容器底部相连,细线对物块的拉力F=4N,g取10N/kg,水的密度ρ=1.0×l03kg/m3,求:
(1)画出A的受力示意图;
(2)容器中水的深度;
(3)物块A受到的浮力;
参考答案:
1.C
2.C
3.D
4.C
5.A
6.A
7.C
8.B
9.D
10.D
11.车内→车外 车外空气的流速大于车内,使车内气压大于车外 丙
12.
13. 4 变小 变大
14. 1 上浮
15. 等于 相平 大于 流速大的地方压强小
16. 0.4 1.5 增大
17. 3000 2900
18. 55 4.5
19. 不变 下沉
20. 2.4 排开液体的密度 物体排开的液体的体积 1.2×103
21. 竖直 1.7 浸入液体的体积 等于 密度 1 1.25 1.8
22.(1);(2)m3g;(3)
23.(1) ;(2)0.5m;(3)10N